專利名稱：帶有具有間接功率連接的有源電子部件的mr線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下涉及磁共振領(lǐng)域。以下圖解說明地應(yīng)用于磁共振成像，并特別參考磁共振成 像來描述。然而，以下將應(yīng)用于諸如磁共振波譜的其他磁共振應(yīng)用中。
背景技術(shù)：
諸如表面線圈、軀干線圈、肢體線圈等的局部磁共振接收線圈典型地包括以導(dǎo)電 的單回路或多回路導(dǎo)電元件、橫向地間隔(任選地部分重疊)的導(dǎo)電回路元件的陣列、導(dǎo)電 的軸向帶狀線元件等的形式的導(dǎo)電的射頻接收元件。由于所接收的磁共振信號通常很弱， 因而還已知包括局部線圈中或與局部線圈一起的板載前置放大器。某些磁共振接收線圈還 包括其他板載電子設(shè)備，諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、在線圈陣列的情況下任選的信號復(fù)用器或組合
研寸寸。前置放大器以及也許某些其他任選的板載電子設(shè)備(諸如任選的模數(shù)轉(zhuǎn)換器)是 要求電功率以便運(yùn)行的有源設(shè)備。該功率通常經(jīng)由導(dǎo)電的電功率導(dǎo)體而供應(yīng)，該導(dǎo)電的電 功率導(dǎo)體從設(shè)置在檢查區(qū)域中的受試者上或緊密接近受試者的局部線圈延伸至位于磁共 振掃描器的外部的電源。類似地，所接收的磁共振信號典型地經(jīng)由電信號導(dǎo)體而輸送至掃 描器。然而，(多個)連接導(dǎo)電線纜在發(fā)射階段期間引入潛在的問題。與磁共振信號相 比，RF發(fā)射場具有非常高的功率，并且可以在將局部接收線圈與磁共振掃描器連接的線纜 中感應(yīng)電流。在數(shù)據(jù)傳輸線纜的情況下，通過包括失諧電路或通過使用無線或光纖數(shù)據(jù)傳輸路 徑可以抑制該影響。盡管射頻發(fā)射器或半導(dǎo)體激光器或其他光信號發(fā)射器(在光纖鏈路的 情況下)將另外的板載電功率消耗添加至局部線圈，但是對于數(shù)據(jù)傳輸中所涉及的低功率 電平而言，這樣的技術(shù)是可行的。然而，光纖不能高效地用于電功率傳輸，并且由于在將足 夠的電功率傳輸至檢查區(qū)域中以便給局部線圈供電中所遇到的高損耗，無線電功率傳輸迄 今已成問題。另一種已知的方式是將線纜陷波器(trap)并入功率線纜中。線纜陷波器典型地 是被調(diào)諧至磁共振頻率以阻止不需要的感應(yīng)共模電流在線纜中流動的射頻陷波濾波器。陷 波濾波器通常是有效的，但其有效性有時可能被由于線纜移動或針對特定的受試者或特定 的圖像采集的局部線纜的特定定位而引入阻斷頻率的偏移降低。通常，線纜在掃描器中不 具有固定的位置，并且可以針對每個新的受試者而移動。因此，線纜陷波器未確保不需要的 感應(yīng)電流不在連接線纜中流動。當(dāng)較大的感應(yīng)電流流動時，該電流可能損壞或破壞線圈或 引起患者的皮膚燒傷。另一種已知的方法是提供以電池、存儲電容器等形式的局部線圈中或與局部線圈 一起的板載電功率存儲器。在某些已知的實(shí)施例中，當(dāng)所存儲的電能耗盡時，可以例如在再 充電工作站處使用無線再充電連接或適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電充電器連接器對電池或存儲電容器進(jìn)行 再充電。然而，電池或存儲電容器可能使局部線圈增加了大的重量或體積，并且可能使局部磁場畸變，從而干擾磁共振信號探測。關(guān)于板載電存儲器的另一問題是所存儲的電功率可 能在完成成像期之前耗盡的可能性。現(xiàn)有的可再充電的電池還具有有限數(shù)量的再充電周 期，這可能縮短局部線圈的可使用壽命或可替代地必須不時地移除或更換電池。在某些磁共振應(yīng)用中，具有圍繞受試者的局部線圈是有用的。這樣的線圈的一些 示例包括軀干線圈、肢體線圈等。例如，典型的軀干線圈包括上半環(huán)形部分和下半環(huán)形部 分。下半環(huán)形部分與受試者支撐一起安裝?；颊咛稍谑茉囌咧紊?，并且上半環(huán)形部分附 接至下半環(huán)形部分以定義包圍患者的軀干的環(huán)形軀干線圈。在這樣的線圈的典型的構(gòu)型中，下半環(huán)形部分安裝至受試者下面的受試者支撐。 因此，下半環(huán)形部分可經(jīng)由受試者支撐而接近，以便進(jìn)行導(dǎo)電電學(xué)連接。上半環(huán)形部分放在 受試者的上方，并且與下半環(huán)形部分導(dǎo)電地連接，以接收電功率和信號連接。此外，該導(dǎo)電 連接引入對發(fā)射階段的電流過載的關(guān)注。另外，導(dǎo)電連接器容易受到損壞并且使局部線圈 的滅菌復(fù)雜化。這些問題在具有大量導(dǎo)電連接的諸如SENSE線圈的多元件線圈中被加重。以下提供克服上面所提到的問題及其他問題的新的改進(jìn)的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，公開了一種射頻線圈，該射頻線圈包括線圈單元，其包括被調(diào)諧 以接收磁共振信號的一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件以及與一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件 可操作地耦合的板載有源電子部件；以及功率耦合元件，其配置為在磁共振采集期期間從 功率傳輸元件不導(dǎo)電地接收電功率，以在磁共振采集期期間給板載有源電子部件提供電 力。根據(jù)另一方面，電源傳輸元件配置為與線圈單元、板載有源電子部件、功率耦合元 件以及導(dǎo)電線纜不導(dǎo)電地耦合，其中，線圈單元包括被調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多 個導(dǎo)電射頻接收元件以及與一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件可操作地耦合的板載有源電子 構(gòu)件，功率耦合元件設(shè)置為與線圈單元分開并且接近功率傳輸元件，導(dǎo)電線纜將功率耦合 元件與線圈單元導(dǎo)電地連接。功率傳輸元件包括布置為與受試者支撐的側(cè)面平行的延長元 件或延長元件陣列。根據(jù)另一方面，公開了一種射頻線圈，該射頻線圈包括基本線圈單元，其包括被 調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多個基本單元導(dǎo)電射頻接收元件以及功率傳輸元件；以及 線圈單元，其包括被調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件、與一個或多 個導(dǎo)電射頻接收元件可操作地耦合的板載有源電子部件以及配置為從基本線圈單元的功 率傳輸元件不導(dǎo)電地接收電功率以在磁共振采集期期間給板載有源電子部件提供電力的 功率耦合元件。一個優(yōu)點(diǎn)在于到局部線圈或局部線圈元件的任選地實(shí)時的高效非導(dǎo)電功率傳輸。另一優(yōu)點(diǎn)在于減少了由于發(fā)射階段期間的過載而導(dǎo)致的受試者損傷或線圈損壞 的可能性。另一優(yōu)點(diǎn)在于簡化的局部線圈的電學(xué)連接。在閱讀并理解下列詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到本發(fā)明的更 進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。


下文將在下列實(shí)施例的基礎(chǔ)上參照附圖并經(jīng)由示例而詳細(xì)地描述這些及其他方 面，其中圖1用圖解法顯示將受試者(以虛線表示)設(shè)置在受試者支撐上并且與局部磁共 振接收線圈可操作地耦合的磁共振掃描器；圖2用圖解法顯示圖1的局部磁共振接收線圈，并且具有非導(dǎo)電電功率連接的細(xì) 節(jié)；圖3用圖解法顯示采用電感變壓器耦合、導(dǎo)電回路功率耦合元件以及延長的螺線 管功率傳輸元件的圖2的非導(dǎo)電電功率連接的適當(dāng)?shù)膶?shí)施例；圖4用圖解法顯示采用電容耦合、電容器板功率耦合元件以及包括延長的電容器 板陣列的功率傳輸元件的圖2的非導(dǎo)電電功率連接的適當(dāng)?shù)膶?shí)施例；圖5用圖解法顯示包括上半環(huán)形部分和下半環(huán)形部分的環(huán)形局部線圈，其中上半 環(huán)形部分和下半環(huán)形部分彼此分開以便裝載受試者；以及圖6用圖解法顯示圖5的環(huán)形局部線圈，其中上半環(huán)形部分和下半環(huán)形部分定位 在一起以便進(jìn)行受試者成像。
具體實(shí)施例方式參考圖1，磁共振掃描器10包括在檢查區(qū)域14中生成靜態(tài)主磁場B0的主磁體 12，受試者16(在圖1中，以體模示出)設(shè)置在檢查區(qū)域14中。所圖解說明的磁共振掃描 器10是在橫截面中顯示以露出所選擇的部件的水平孔型掃描器；然而，可以使用其他類型 的磁共振掃描器，諸如垂直磁體掃描器、開孔掃描器等。磁共振掃描器10還包括磁場梯度 線圈18，該磁場梯度線圈18將所選擇的磁場梯度疊加在靜態(tài)磁場B0上，以執(zhí)行各種任務(wù)， 諸如空間地限制磁共振激勵、空間地編碼磁共振頻率和/或相位、破壞磁共振等。任選地， 磁共振掃描器可以包括圖1中未示出的其他元件，諸如用于激勵和/或探測磁共振的鳥籠 型、TEM或其他類型的全身射頻線圈、孔襯墊、有源線圈或無源鐵磁墊片等。通過將受試者 16放在可移動的受試者支撐20上來適當(dāng)?shù)販?zhǔn)備受試者16，然后，將受試者支撐20與所支 撐的受試者16 —起插入圖解說明的位置，以便進(jìn)行磁共振采集。例如，受試者支撐20可以 是最初設(shè)置在與磁共振掃描器10相鄰的躺椅22上的托板或工作臺，將受試者16放到支撐 20上，然后，將受試者16可滑動地從躺椅22轉(zhuǎn)移至磁共振掃描器10的孔中。繼續(xù)參考圖1并且進(jìn)一步參考圖2，局部線圈30設(shè)置在受試者16上以便進(jìn)行成 像。圖解說明的局部線圈30包括線圈單元，該線圈單元包括單環(huán)表面線圈元件32和板載 有源電子部件34。雖然所圖解說明的實(shí)施例采用單環(huán)表面線圈元件作為導(dǎo)電射頻接收元 件，但將意識到，可以使用調(diào)諧至磁共振頻率的其他射頻接收元件，諸如環(huán)形線圈元件的陣 列、多環(huán)線圈元件或這樣的元件的陣列、帶狀線線圈元件或帶狀線的陣列等。例如，板載有 源電子部件34可以包括支撐前置放大器的印刷電路板以及任選地其他電子設(shè)備，諸如模 數(shù)轉(zhuǎn)換器、失諧電路等。局部線圈30還包括功率耦合元件40，由具有長度L的導(dǎo)電線纜42將功率耦合元 件40與線圈單元導(dǎo)電地連接。功率耦合元件40與功率傳輸元件44不導(dǎo)電地耦合，在所圖 解說明的實(shí)施例中，功率傳輸元件44是延長的元件或延長的元件陣列，其布置為與受試者支撐20的側(cè)面平行以便使局部線圈30在沿著受試者支撐20的長度的各點(diǎn)處與功率傳輸 元件44不導(dǎo)電地連接。在某些實(shí)施例中，非導(dǎo)電耦合是電感變壓器耦合或電容耦合-在這 樣的實(shí)施例中，功率耦合元件40所接收的功率是AC，因此，如果板載有源電子部件34消耗 DC功率，則A. C.至D. C.轉(zhuǎn)換是合適的。A. C.至D. C.轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)赜晒β蜀詈显?0的電 子設(shè)備模塊46或板載有源電子部件34的AC至DC轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行。局部線圈30并非由電線與磁共振掃描器電學(xué)地連接，因此，局部線圈30相對于磁 共振掃描器而電學(xué)浮動。通過避免有線的電學(xué)連接，例如通過消除通過線圈部件殼體的機(jī) 械耦合，降低復(fù)雜度并提高可靠性。為了降低無線射頻耦合，與磁共振頻率的波長相比，導(dǎo) 電線纜42應(yīng)當(dāng)相對較短。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)電線纜42具有少于磁共振信號的波長的長 度的四分之一的長度或大約磁共振信號的波長的長度的四分之一的長度。然而，對于導(dǎo)電 線纜42，還預(yù)期更長的長度，優(yōu)選與射頻陷波器或其他措施協(xié)力以降低無線射頻耦合。功率耦合元件40和導(dǎo)電線纜42提供一種用于將電功率從功率傳輸元件44傳輸 至局部線圈30的浮動的電功率傳輸系統(tǒng)。另外，由局部線圈30探測的磁共振信號應(yīng)當(dāng)以 如下方式發(fā)射至磁共振掃描器其以避免有線的電學(xué)連接以及隨之可能發(fā)生的在磁共振頻 率下的導(dǎo)電。例如，在某些實(shí)施例中，板載有源電子部件34包括用于從局部線圈30發(fā)射磁 共振信號的無線發(fā)射器。作為另一選擇，光纖鏈路48(僅在圖2中示出)或者電感或電容 耦合可以用于從局部線圈30發(fā)射磁共振信號。將意識到，局部線圈30的各種部件可以以各種方式封裝。例如，板載有源電子部 件34可以包括其上具有不同的電子設(shè)備的兩個或多個電路板，或者可以包括具有多個集 成電路(IC)芯片的單個電路板，或者可以包括一些離散的電子部件等等。盡管未示出，線 圈單元可以設(shè)置在圍欄、殼體、密封件、封裝件等中或被這些部件包圍，該線圈單元包括被 調(diào)諧以接收磁共振信號的導(dǎo)電射頻接收元件32和板載有源電子設(shè)備34。如果包括光纖48， 則光纖48與導(dǎo)電線纜42 —起被覆蓋。還預(yù)期其他封裝布置及變化。 繼續(xù)參考圖1和圖2并進(jìn)一步參考圖3，在某些實(shí)施例中，功率傳輸元件44是沿著 受試者支撐20的側(cè)面以間隔的方式布置的一系列螺線管44lt)螺線管41由A. C.電流通 電，以生成至少位于每個螺線管41的內(nèi)部并且指向?yàn)榕c螺線管41的軸平行(或在磁場周 期的負(fù)向部分期間反平行)的交變磁場BAe。以足夠短的螺距纏繞的這樣的螺線管具有很少 的磁場泄漏，除了在端部可能存在以外。任選地，可以提供周圍的大致圓柱形的同軸屏蔽物 (未示出)來進(jìn)一步降低磁場泄漏。在所圖解說明的實(shí)施例中，功率耦合元件40具有直徑 小于功率傳輸元件螺線管41的第二螺線管環(huán)40i的形式。例如，圖3的圖解說明顯示功率 耦合元件螺線管于從右邊插入至中間功率傳輸元件螺線管41中的位置，如圖3中由 彎曲箭頭52用圖解法地所指示的。一旦被插入，功率耦合螺線管仙工就具有由穿過螺線管 40i所包圍的區(qū)域的交變磁場BAe感應(yīng)的AC電流，該AC電流在螺線管中流動。通過電感變 壓器作用使感應(yīng)的A. C.電流實(shí)現(xiàn)從功率傳輸元件41至功率耦合元件40i的電功率傳遞。 功率傳輸螺線管41可以被單獨(dú)地提供電力，或者可以與鏈接導(dǎo)體54串聯(lián)連接并且由單電 源連接(未示出)提供電力。任選地，陷波器(未示出)可以與鏈接導(dǎo)體54 —起被包括。
由于功率傳輸元件螺線管41生成AC磁場，因而有利的是，由適當(dāng)?shù)钠帘挝锎判?屏蔽功率傳輸元件螺線管41，在所圖解說明的實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)钠帘挝锇ò鼑總€功率 傳輸元件螺線管41的罐形屏蔽物56，每個屏蔽物56具有配套的可移動的蓋58。為了插入功率耦合元件螺線管40”移除蓋58 (如對于中間單元所顯示的)，插入螺線管40i，然后 將蓋58放回到圓柱形屏蔽物56上以完成屏蔽。屏蔽物56、蓋58或屏蔽物56和蓋58之 間的交接處中的較小的穿孔(未示出)允許所插入的功率耦合元件螺線管仙工的導(dǎo)電線纜 42從屏蔽物延伸出來。在其他實(shí)施例中，預(yù)期延長的圓柱形屏蔽物(未示出)包圍所有功 率傳輸元件螺線管41并具有可移除的部分以允許功率耦合元件螺線管40i的插入。繼續(xù)參考圖1和圖2并進(jìn)一步參考圖4，在非導(dǎo)電的電功率連接本質(zhì)上是電容性 的圖解說明的實(shí)施例中，功率傳輸元件44在這種情況下是電容器板對60的延長的線性陣 列442。在本實(shí)施例中，功率耦合元件40是包括具有絕緣層64的電容器板對62的功率耦 合元件402，從而在絕緣層64靠著功率傳輸元件442的一個電容器板對60放置時，形成電 容性的功率傳遞耦合。通過將A. C.功率施加至電容器板60，將電功率電容性地傳遞至功率 耦合元件402，以給局部線圈30提供電力?？梢酝ㄟ^諸如粘合劑、機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)、功率傳輸 元件442可以安裝于其中的適當(dāng)配置的插槽等任何適當(dāng)?shù)姆椒▽⒐β蕚鬏斣?42保持在 靠著所選擇的電容器板60的位置。代替將電容耦合的絕緣層64作為功率耦合元件402的 一部分而設(shè)置，可以使絕緣層64代替或另外地成為功率傳輸元件442的一部分，例如以覆 蓋電容器板60的延長的線性陣列442的絕緣帶(未示出)的形式。圖1-4的布置有利地將功率傳輸元件44放置為靠近局部線圈30。線圈單元32、 34可以具有與普通的有線局部線圈相同的配置-修改可以限于遠(yuǎn)離線圈單元32、34的功率 線纜42的遠(yuǎn)端。局部線圈單元32、34和附屬的功率耦合元件40這兩者都靈活地且以功率 耦合元件40靠近功率傳輸元件44的方式定位，以確保高效且有效的功率傳遞。功率耦合 元件40和功率傳輸元件44之間的緊密接近確保較強(qiáng)的電感或電容耦合，并且因此確保高 效的功率傳遞。參考圖5和圖6，描述了圖解說明的大致環(huán)形的局部線圈100。本文所使用的術(shù)語 “環(huán)形”意在包含任何圓形、橢圓形、環(huán)形、回圈形或類似構(gòu)型，并且意在包含具有包括圓形、 橢圓形、正方形、矩形、八邊形等的各種橫截面的這樣的構(gòu)型。局部線圈100是具有可以與 基本線圈單元104結(jié)合或分開的線圈單元102的可分割的環(huán)形線圈。當(dāng)線圈單元102與基 本線圈單元104分開時，如圖5所示，諸如軀干、肢體等的感興趣的受試者部分可以裝載于 線圈單元之間。在某些實(shí)施例中，基本線圈單元104設(shè)置在受試者支撐20(在圖5和6中 部分地顯示)上，于是，受試者設(shè)置在基本線圈單元104的頂部。然后，例如通過將線圈單 元102放在所裝載的受試者上方以與基本線圈單元104配合，線圈單元如圖6所示地結(jié)合 以形成可操作地環(huán)形線圈。還預(yù)期其他可分割的線圈構(gòu)型，諸如基本線圈單元和第二線圈 單元幾何對稱且均不緊固于受試者支撐的肢體線圈或分割是不對稱的從而基本線圈單元 和第二線圈單元并非半環(huán)形的可分割線圈等等。圖5和6用圖解法顯示具有透明殼體102以顯示內(nèi)部部件的局部線圈100的側(cè)面 圖。當(dāng)然，還可以使用不透明的、透明的、半透明的或其他殼體。所圖解說明的內(nèi)部部件包括 被調(diào)諧以接收磁共振信號的間隔開的(任選地重疊)導(dǎo)電射頻接收元件的陣列，在所圖解 說明的實(shí)施例中，該陣列在線圈單元102中以矩形導(dǎo)電回路元件110的形式，而基本線圈單 元104中以另外的矩形導(dǎo)電回路元件112的形式。用圖解法圖解說明所選擇的電子部件。如此配置局部線圈100，以致線圈單元102電學(xué)浮動，并且與基本線圈單元104或 者與受試者支撐20或磁共振掃描器10不具有任何有線電學(xué)連接。為了實(shí)現(xiàn)此，數(shù)據(jù)通信鏈路是無線射頻的、電感性的、電容性的或光學(xué)的，采用線圈單元102上的讀取電路和分別設(shè) 置在線圈單元102和基本線圈單元104上的適當(dāng)?shù)陌l(fā)射器、接收器或收發(fā)器部件114、116。 部件114、116可以是例如采用LED、激光二極管/光電二極管對的光隔離器或無線射頻部 件。在后者的實(shí)施例中，第一和第二通信鏈接元件114、116任選地包括多個這樣的成對的 元件，其定義都在相同的頻率下運(yùn)行的被分開地屏蔽的通信鏈路。線圈單元102中的讀取 電路118處理由射頻接收元件110接收的磁共振信號，這樣的處理任選地包括諸如任選的 前置放大、任選的數(shù)字化等各種功能。經(jīng)處理的信號輸入至通信鏈接元件114，以便無線地 或光學(xué)地傳輸至通信鏈接元件116?；揪€圈單元104的數(shù)據(jù)合并單元120接收來自線圈 單元102的信號以及由射頻接收元件112采集并由基本線圈單元104的讀取電路122處理 的信號，以生成沿著線纜124輸出的最終的線圈輸出信號。在某些實(shí)施例中，無線通信鏈接 裝置包括還有助于線圈單元102、104的對準(zhǔn)的機(jī)械配合元件，諸如所圖解說明的銷126，銷 126設(shè)置在線圈單元102的表面上，與設(shè)置在基本線圈單元104的配合表面上的孔128配 合。例如，銷126可以包括照明設(shè)置在孔128的凹部中的光電二極管的光纖(對于光隔離 器耦合而言)，或者銷126可以包括同軸線的內(nèi)導(dǎo)體，并且孔128可以由外部同軸導(dǎo)體包圍， 以形成電感耦合(對于無線射頻耦合而言)。除了磁共振信號之外，數(shù)據(jù)耦合部件114、116、126、128任選地還提供控制信號的 通信，例如以使電學(xué)浮動的控制單元102操作失諧電路、改變前置放大電路的操作電平等。經(jīng)由功率線纜130將功率輸入至基本線圈單元104。為了傳遞功率以操作電學(xué)浮 動的線圈單元102的電子部件，功率傳輸元件132將電功率不導(dǎo)電地傳遞至功率耦合元件 134，其中，功率傳輸元件132設(shè)置在基本線圈單元104上或與基本線圈單元104 —起設(shè)置， 功率耦合元件134設(shè)置在電學(xué)浮動的線圈單元102上或與電學(xué)浮動的線圈單元102 —起設(shè) 置。在所圖解說明的實(shí)施例中，功率傳輸元件132以具有空開口的外部電感線圈繞組的形 式，所述空開口(在線圈單元102、104可操作地組合時)容納以包括同軸線圈繞組的銷的 形式的功率耦合元件134，以便定義電感變壓器功率耦合。功率線纜130的輸入功率是AC或DC。如果輸入功率是DC，那么，設(shè)置在基本線圈 單元104中或與基本線圈單元104 —起設(shè)置的DC至AC轉(zhuǎn)換器136將DC功率轉(zhuǎn)換為AC，以 便施加至電感功率傳輸元件132。類似地，如果電學(xué)浮動的線圈單元102的電子部件消耗 DC功率，那么，設(shè)置在線圈單元102中或與線圈單元102 —起設(shè)置的AC至DC轉(zhuǎn)換器138將 所接收到的AC功率轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)腄C功率。盡管圖解說明了電感功率耦合，但還預(yù)期電容 功率耦合，該電容功率耦合也必須使得AC功率輸入至基本線圈單元的功率傳輸元件以及 電學(xué)浮動的線圈單元的功率耦合元件所進(jìn)行的AC功率輸出。在某些實(shí)施例中，非導(dǎo)電功率傳遞元件132、134、136、138實(shí)時地運(yùn)行，即，在正在 采集磁共振信號時運(yùn)行，以在磁共振采集期間將實(shí)時功率提供至線圈單元102的電子部 件。在這些實(shí)施例中，非導(dǎo)電功率傳遞發(fā)生在磁共振采集期期間，并且確實(shí)甚至在磁共振脈 沖序列的接收階段期間。在這樣的實(shí)施例中，在配置為給有源電子部件114、118提供電力 的線圈單元102中任選地不存在電池、存儲電容器或其他電功率存儲設(shè)備，因?yàn)殡娮硬考?114、118所消耗的電功率經(jīng)由實(shí)時功率耦合而“按需”傳遞。(將意識到，在這樣的實(shí)施例 中，可能存在作為線圈單元102的電子電路的電路部件的存儲電容器等；然而，這樣的存儲 電容器并不配置為給有源電子部件114、118提供電力)。在這樣的實(shí)施例中可能出現(xiàn)的問題是AC功率傳遞所生成的射頻干擾的可能性。為了抑制這樣的射頻干擾，可以將正在被傳 遞的AC功率的頻率選擇為任何生成的射頻干擾都不可能干擾磁共振采集的頻率。例如，正 在被傳遞的AC功率的頻率可以是磁共振掃描器采樣頻率的整數(shù)倍數(shù)。另外或可替代地，可 以在運(yùn)載用于AC功率傳遞耦合中的AC電流的部件132、134、136、138的周圍設(shè)置射頻屏蔽 (未示出)。在某些實(shí)施例中，預(yù)期在電學(xué)浮動的線圈單元102中包括諸如存儲電容器或存儲 電池的存儲元件140。在這些實(shí)施例中，非導(dǎo)電的功率傳遞元件132、134、136、138適當(dāng)?shù)剡\(yùn) 行，以在未采集磁共振數(shù)據(jù)時對任選的存儲元件140進(jìn)行充電，并且在采集期間停止充電， 從而避免產(chǎn)生可能干擾磁共振數(shù)據(jù)采集的射頻干擾。在其他這樣的實(shí)施例中，可以在發(fā)射 階段期間執(zhí)行充電并且在接收階段期間關(guān)閉充電。在某些這樣的實(shí)施例中，可以在無磁共 振脈沖序列正在進(jìn)行時執(zhí)行充電，并且可以在磁共振脈沖序列的執(zhí)行期間(包括發(fā)射、接 收和任何延遲時間)停止充電。在任何情況下，如果存儲元件140基本上被完全充電，則適 當(dāng)?shù)赝Ｖ钩潆?。充電可以發(fā)生在磁共振采集期期間，即當(dāng)受試者被裝載到磁共振掃描器10 中以便進(jìn)行成像或進(jìn)行其他磁共振數(shù)據(jù)采集時。在某些實(shí)施例中，充電可以發(fā)生在脈沖序 列執(zhí)行之間的間隔期間或發(fā)射階段期間。由于充電可以發(fā)生在磁共振采集期期間，因而存 儲元件140無需在長期的時間段期間保持大電荷。因而，與取決于在遠(yuǎn)程再充電工作站處 相對不頻繁地再充電的電池的局部線圈相比，可以使用更小、更輕、更不龐大的存儲元件。 作為另一方法，可以連續(xù)地執(zhí)行經(jīng)由非導(dǎo)電功率傳遞元件132、134、136、138的功率傳遞， 并且，可以通過所傳遞的功率和由存儲元件140供給的另外的功率的組合來操作線圈部分 102。此外，該方法使得與專門地取決于用于運(yùn)行功率的電池的局部線圈相比而能夠使用更 小、更輕、更不龐大的存儲元件。與某些現(xiàn)有的可分割線圈中不同，環(huán)形局部線圈100不具有任何橫過基本線圈單 元104和第二線圈單元102之間的間隙而分割的線圈回路。這有利地消除了對用于橋接分 割部分的電學(xué)接觸件的需要。局部線圈100的布置是可行的，因?yàn)榫€圈單元102電學(xué)地浮 動并且可以放置為與基本線圈單元104緊密接近。例如通過電感或電容耦合可以在磁共振 頻率下進(jìn)行無線電學(xué)耦合。在基本線圈單元104和線圈單元102這兩者中存在空間，以在 線圈單元102、104之間的間隙關(guān)閉環(huán)。實(shí)際上，單個環(huán)分裂成兩個電學(xué)分開的環(huán)。已參考優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明。在閱讀并理解先前的詳細(xì)的說明書的基礎(chǔ)上， 可以修改和變更為其他。意在將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們落在 所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求書中，放在括號之間的任何參考符號不 應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求。詞語“包括”不排除除了權(quán)利要求中列出的元件或步驟以外 的元件或步驟的存在。元件前面的詞語“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。所 公開的方法可以通過包括若干個不同的元件的硬件實(shí)現(xiàn)，并且通過適當(dāng)?shù)鼐幊痰挠?jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)。在列舉若干個裝置的系統(tǒng)權(quán)利要求書中，這些裝置中的若干個裝置可以由計(jì)算機(jī)可讀 軟件或硬件的同一個項(xiàng)目實(shí)施。事實(shí)上，在互不相同的從屬權(quán)利要求中引述某些措施并不 指示不能使用這些措施的組合來獲益。
權(quán)利要求
一種射頻線圈，包括線圈單元(30、100)，其包括被調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件(32、110)以及與所述一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件可操作地耦合的板載有源電子部件(34、114、118)；以及功率耦合元件(40、46、134、138、140)，其配置為在磁共振采集期期間從功率傳輸元件(44、132、136)不導(dǎo)電地接收電功率，以在所述磁共振采集期期間給所述板載有源電子部件(114、118)提供電力。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻線圈，其中，所述功率傳輸元件(44)設(shè)置在受試者支撐 (20)中或與受試者支撐(20) —起設(shè)置，所述功率耦合元件(40、46)設(shè)置為與所述線圈單 元(30)分開并且接近設(shè)置在所述受試者支撐中或與所述受試者支撐一起設(shè)置的所述功率 傳輸元件，并且，所述射頻線圈還包括導(dǎo)電線纜(42)，其將所述功率耦合元件(40)與所述線圈單元(30)導(dǎo)電地連接。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻線圈，其中，所述功率耦合元件(40、46)設(shè)置為與所述線圈 單元(30)分開并且接近所述功率傳輸元件(44)，并且，所述射頻線圈還包括導(dǎo)電線纜(42)，其將所述功率耦合元件(40、46)與所述線圈單元(30)導(dǎo)電地連接。
4.如權(quán)利要求3所述的射頻線圈，其中，所述功率耦合元件(40D和所述功率傳輸元件 (44:)合作地定義電感功率變壓器。
5.如權(quán)利要求1所述的射頻線圈，其中，所述功率耦合元件(134、138、140)是所述線圈 單元(102)的部件，所述射頻線圈還包括基本線圈單元(104)，其與所述線圈單元(102)可操作地組合，以定義環(huán)形線圈，所述 功率傳輸元件(132、136)是所述基本線圈單元的部件，從而在所述線圈單元(102)和所述 基本線圈單元(104)可操作地組合以定義所述環(huán)形線圈時，所述功率耦合元件(134、138、 140)與所述功率傳輸元件不導(dǎo)電地耦合。
6.如權(quán)利要求5所述的射頻線圈，其中，在所述線圈單元(102)和所述基本線圈單 元(104)可操作地組合以定義所述環(huán)形線圈時，所述線圈單元(102)和所述基本線圈單元 (104)之間的所有功率和數(shù)據(jù)傳遞都以無線的方式進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求5所述的射頻線圈，其中，所述基本線圈單元(104)的所述功率傳輸元件 (132、136)包括接收并轉(zhuǎn)換DC功率的DC至AC轉(zhuǎn)換器(136)，并且，所述線圈單元(102)的 所述功率耦合元件(134、138、140)包括將不導(dǎo)電地接收的AC功率轉(zhuǎn)換成DC功率以用于所 述有源電子部件(114、118)的AC至DC轉(zhuǎn)換器(138)。
8.如權(quán)利要求5所述的射頻線圈，其中，所述功率傳輸元件(132、136)定義設(shè)置在所 述基本線圈單元(104)的表面上或所述基本線圈單元(104)的表面中的第一機(jī)械對準(zhǔn)元件 (132)，并且，所述功率耦合元件(134、138、140)定義設(shè)置在所述線圈單元(102)的配合表 面上或所述線圈單元(102)的配合表面中的第二機(jī)械對準(zhǔn)元件(134)，從而使得所述第一 和第二機(jī)械對準(zhǔn)元件至少有助于在所述線圈單元(102)和所述基本線圈單元(104)可操作 地組合以定義所述環(huán)形線圈時機(jī)械地對準(zhǔn)所述線圈單元和所述基本線圈單元。
9.如權(quán)利要求5所述的射頻線圈，其中，在所述線圈單元(102)和所述基本線圈單元 (104)可操作地組合以定義所述環(huán)形線圈時，所述功率耦合元件(134、138、140)和所述功 率傳輸元件(132、136)合作地定義電感功率變壓器。
10.如權(quán)利要求5所述的射頻線圈，其中，所述基本線圈單元(104)和所述線圈單元 (102)包括在所述線圈單元(102)和所述基本線圈單元(104)可操作地組合以定義所述環(huán) 形線圈時不導(dǎo)電地耦合的通信鏈接元件(114、116)。
11.如權(quán)利要求10所述的射頻線圈，其中，第一和第二通信鏈接元件(114、116)定義都 在相同的頻率下運(yùn)行的多個被單獨(dú)地屏蔽的通信鏈路。
12.如權(quán)利要求1所述的射頻線圈，其中，所述線圈單元(102)相對于所述基本線圈單 元(104)而電學(xué)浮動，并且相對于執(zhí)行所述磁共振采集期的磁共振掃描器(10)而電學(xué)浮 動。
13.一種功率傳輸元件，其配置為與線圈單元(30)、功率耦合元件(40、46)以及導(dǎo)電線 纜(42)不導(dǎo)電地耦合，其中，所述線圈單元包括被調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多個導(dǎo) 電射頻接收元件(32)以及與所述一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件可操作地耦合的板載有源 電子部件(34)，所述功率耦合元件設(shè)置為與所述線圈單元(30)分開并且接近所述功率傳 輸元件，所述導(dǎo)電線纜將所述功率耦合元件(40、46)與所述線圈單元(30)導(dǎo)電地連接，所 述功率傳輸元件包括布置為與受試者支撐(20)的側(cè)面平行的延長元件(44》或延長元件陣列(442)。
14.如權(quán)利要求13所述的功率傳輸元件，其中，所述線圈單元(30)的所述功率耦合元 件(40、46)包括電感元件(40》，并且，所述功率傳輸元件包括延長的螺線管(44》，其布置為與所述受試者支撐(20)的側(cè)面平行，并且，配置為在沿 著所述延長的螺線管(44D的多個位置中的任一選定的位置處與所述線圈單元(30)的所 述電感元件(40》電感地耦合。
15.如權(quán)利要求13所述的功率傳輸元件，其中，所述線圈單元(30)的所述功率耦合元 件(40、46)包括電容元件(62)，并且，所述功率傳輸元件包括電容元件的線性陣列(60)，其布置為與所述受試者支撐(20)的所述側(cè)面平行，并且， 所述線圈單元(30)的所述電容元件(62)配置為與所述電容元件(60)的線性陣列中的所 述電容元件(60)中選定的任意一個電容地耦合。
全文摘要
一種射頻線圈包括線圈單元(30、100)，其包括被調(diào)諧以接收磁共振信號的一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件(32、110)以及與一個或多個導(dǎo)電射頻接收元件可操作地耦合的板載有源電子部件(34、114、118)；以及功率耦合元件(40、46、134、138、140)，其配置為在磁共振采集期期間從功率傳輸元件(44、132、136)不導(dǎo)電地接收電功率，以在磁共振采集期期間給板載有源電子部件(114、118)提供電力(例如無線地通過電感耦合或電容耦合)。在某些實(shí)施例中，功率耦合元件(134、114、140)是線圈單元(102)的部件，并且射頻線圈單元還包括基本線圈單元(104)，該基本線圈單元包括與線圈單元(102)可操作地組合以定義環(huán)形線圈的功率傳輸元件(132、136)。
文檔編號G01R33/36GK101878432SQ200880118342
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者A·C·d·賴克, J·S·v·d·布林克, K·J·盧洛福斯, M·J·A·M·v·赫爾沃特, M·P·澤斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司